Shader山下（二十一）多重变体（Multiple Variants）

Shader山下（二十）编译指令（Compilation Directives）介绍了如何使用编译指令，本文就专文介绍一下多重编译（multi_compile）指令。

咱们可使用multi_compile来为shader建立多个稍微有点区别的shader变体。这个Shader被称为宏着色器（mega shader）或者超着色器（uber shader）。实现原理：根据不一样的状况，使用不一样的预处理器指令，来屡次编译Shader代码。

在Unity里面，可使用：

#pragma multi_compile

#pragma shader_feature

两个指令来实现。适用于VF着色器和表面着色器。

运行时，会根据材质（Material）的关键字（Material的对象方法EnableKeyword和DisableKeyword）或者全局着色器关键字（Shader的类方法EnableKeyword和DisableKeyword）。

注：以前在Shader山下（十二）材质属性绘制器里，咱们已经介绍了多重编译的运用

 

使用multi_compile指令：

#pragma multi_compile TEST_OFF TEST_ON

这样会编译两个Shader变体，一个是TEST_OFF的版本，一个是TEST_ON的版本。运行的时候会根据材质关键之或者Shader全局关键字判断应该使用哪一个，若是两个关键字都为false，那么会使用第一个（TEST_OFF）变体。

咱们也能够建立多个关键字：

#pragma multi_compile TEST_A TEST_B TEST_C TEST_D

或者只建立一个关键字，这时候就须要使用__来代替另外一个：

#pragma __ TEST_KEY_ON

这样依然会生成两个shader变体，一个啥都没定义，另一个定义了TEST_KEY_ON。

咱们还能够经过多行指令来组合关键字：​​​​​​​

#pragma multi_compile A B C

#pragma multi_compile D E

这样就会生成六个shader变体（A+D、B+D、C+D、A+E、B+E、C+E）。可是这样shader变体的数量就可能会变得不少，10行multi_compile，每行有两个关键字，那么就会有1024个shader变体。

除了multi_compile以外，还有另一个相似的指令shader_feature，惟一的区别在于shader_feature不会将不用的shader变体添加到程序中去。shader_feature更适用于材质的关键字，而multi_compile更适用于代码设置的全局关键字。

示例：

#pragma shader_feature TEST_STUFF

这是下面这种写法的简写形式：

#pragma shader_feature __ TEST_STUFF

注：Unity中最多能够有128个关键字，可是Unity本身已经定义了一部分了，因此实际上会更少。因此使用multi_compile和shader_feature的时候，就须要特别注意不要超过这个限制。

 

Unity自身还内建一些multi_compile的快捷写法：

multi_compile_fwdbase：为基本前向渲染通道编译多个变体，不一样的变体可能须要处理不一样的光照贴图类型，或者一些使用了主平行光的阴影，而另外一些禁用了。（参考Unity渲染管线）

multi_compile_fwdadd：为附加前向渲染通道编译多个变体，不一样的变体可能须要处理不一样类型的光源——平行光、聚光灯或者点光源，亦或者它们附带cookie纹理的版本。

multi_compile_fwdadd_fullshadows：同上，不过包含了可让光源拥有实时阴影的功能。

multi_complie_fog：为处理不一样的雾效类型（off/linear/exp/exp2）扩展了多个变体。

 

大部份内建快捷写法会致使许多shader变体，若是某些不须要使用，那么可使用#pragma skip_variants来忽略它们。

#pragma multi_compile_fwdadd

// will make all variants containing

// "POINT" or "POINT_COOKIE" be skipped

#pragma skip_variants POINT POINT_COOKIE

 

使用multi_compile的目的通常是为了建立一些fallback或者简化shader，它们在同一个目标平台（例如OpenGL ES）的高端硬件和低端硬件上均可以高效地运行。这种时候，咱们可使用shader硬件变体来为不一样性能等级的硬件建立一个特殊优化的变体集合。

为了生成shader硬件变体，须要添加#pragma hardware_tier_variantsrenderer，这里renderer表示某个可运行的渲染平台。使用这个指令，Unity会对每一个shader生成3个shader变体（其余关键字会不起做用），而对应的关键字是：

UNITY_HARDWARE_TIER1

UNITY_HARDWARE_TIER2

UNITY_HARDWARE_TIER3

在编辑器里，能够经过Graphics Emulation菜单来测试他们。

注：这些shader并不受Quality Setting的影响，它们纯粹是经过检测GPU的相关性能来决定的。